CN112852139A - 一种低烟密度pc/abs组合物及其制备方法 - Google Patents

一种低烟密度pc/abs组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低烟密度的PC/ABS组合物及其制备方法，所述组合物包括以下重量份数的各组分：PC树脂：50～80份；ABS树脂：10～40份；多孔陶瓷：5～10份；抗氧剂：0.1～1份；润滑剂：0.1～1份。由于PC的碳密度很高，PC/ABS在燃烧会生成一些不饱和碳化物，形成浓烟，与现有技术相比，本发明所提供的该种低烟密度PC/ABS组合物，由于多孔陶瓷组分的加入起到明显抑烟的效果，其多孔状结构能吸附PC/ABS燃烧时释放的大部分浓烟，降低烟密度，效果显著。

Description

一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及到校车及客车用材料燃烧规范及要求的高分子材料组合物，具体涉及一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法。
背景技术
PC/ABS合金具有优异的力学性能和热性能，广泛应用在汽车、家电、数码产品等领域。PC/ABS在校车及客车内饰件也有大量应用，2017年3月国家出台规定对乘用车及校车用材料的燃烧性进行了强制要求，按GB/T 8627-2007中要求，所有客车所用材料均需满足烟密度≤70的要求，目前PC/ABS的烟密度在80-100之间，难以满足乘用车烟密度≤70的法规要求。
专利文献CN106589784A中记载了一种低烟密度PC/ABS合金，利用含有机硅链段的PC-PDMS有效改善材料的阻燃性能，在燃烧过程中，聚硅氧烷的Si-C和Si-O键形成惰性凝聚相层，阻隔材料与氧气接触；同时，层状纳米氧化锌可以吸收水分，形成致密的包覆层，阻止燃烧分解产物及挥发性有毒气体的逸出，达到高效抑烟的作用。但笔者按照该技术方案制备的PC/ABS合金材料物性很差，对冲击强度影响很大，材料在实际使用过程中有开裂或断裂的风险。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种低烟密度PC/ABS组合物，包括以下重量份数的各组分：
PC树脂：50～80份；
ABS树脂：10～40份；
多孔陶瓷：5～10份；
抗氧剂：0.1～1份；
润滑剂：0.1～1份。
优选地，所述的低烟密度PC/ABS组合物包括以下重量份数的各组分：
PC树脂：60～80份；
ABS树脂：20～40份；
多孔陶瓷：5～10份；
抗氧剂：0.1～1份；
润滑剂：0.1～1份。
作为一种无机填料，所述多孔陶瓷含量过高，会导致PC/ABS韧性降低，影响安全；含量过低，则难以实现低烟密度效果。
优选地，所述的PC树脂在300℃/1.2kg条件下的熔融指数为8～20g/10min，当熔融指数低于8g/10min,材料加工成型性较差，而当熔融指数高于20g/10min时，当加入纳米陶瓷粉后材料韧性较差。
优选地，所述的ABS树脂的重均分子量为120000～160000，在220℃/10kg条件下的熔融指数为10～15g/min，当ABS在此范围内制备的PC/ABS低烟密度合金材料加工性和冲击韧性较好。
优选地，所述的多孔陶瓷为SiO2陶瓷、Al2O3陶瓷、ZrO2陶瓷中的一种或几种。
优选地，所述多孔陶瓷的粒径为0.8-1.2μm，粒径过小会导致多孔陶瓷粉团聚，在基体中分散不好，过大抑烟效果不好。
优选地，所述的抗氧剂包括抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
优选地，所述的润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
本发明还提供了一种低烟密度PC/ABS组合物的制备方法，包括以下步骤：
A1、将PC树脂、ABS树脂、多孔陶瓷、抗氧剂和润滑剂混合，搅拌均匀，得混合物；
A2、将步骤A1所述的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入，经过熔融挤出，造粒即得到所述低烟密度PC/ABS组合物。
优选地，步骤A2中，所述熔融挤出的温度为220～260℃。
本发明的原理在于：在PC/ABS中加入部分多孔陶瓷，多孔陶瓷中的微孔结构具有超高比表面积和气孔率，能吸附和容纳燃烧过程中产生的的绝大部分烟雾，且多孔陶瓷具有超高耐热性，燃烧时结构不会被破坏，材料复燃时也能起到很好的烟雾吸附效果。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过加入的多孔陶瓷吸附PC/ABS燃烧过程中的烟雾来实现低烟雾的目标，且多孔陶瓷的超高耐热性能保证其在挤出造粒过程中结构不被破坏，并能吸附挤出过程中的气味小分子，实现低气味目的。
2、本发明制备的PC/ABS合金材料的烟密度可低至20，明显优于现有方法制备的PC/ABS合金材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
以下实施例1-3及对比例1-2中选用的PC用帝人旭化成的L-1250Y,按照ASTMD1234标准，300℃下测试熔融指数为10g/10min；湖南石化PC-1220，熔指为20g/10min；ABS采用高桥石化的ABS8434，重均分子量为15万，220℃下测试熔指为16g/10min；多孔陶瓷由宜兴海德陶瓷科技生产，为Al2O3纳米陶瓷，粒径为120nm；抗氧剂为CIBA公司生产的抗氧剂1010、抗氧剂168，润滑剂为硬脂酸钙。
对比例1
本对比例提供了一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC为L1250Y：60份,ABS8434：40份，抗氧剂1010：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS：0.3份。
(2)将原材料从挤出机喂料口喂入，在220～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
对比例2
本对比例提供了一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC为PC-1220：80份,ABS8434：20份，抗氧剂1010：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS：0.3份。
(2)将所有的原材料混合均匀后从挤出机喂料口喂入，在220～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例1
本实施例提供了一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC为PC-1220：60份,ABS8434：40份，多孔陶瓷为Al2O3纳米陶瓷：5份，抗氧剂1010：0.1，抗氧剂168：0.1，润滑剂PETS：0.3。
(2)将所有的原材料混合均匀后从挤出机喂料口喂入，在220～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例2
本实施例提供了一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC为L1250Y：80份,ABS8434：20份，多孔陶瓷为Al2O3纳米陶瓷：5份，抗氧剂1010：0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS：0.3份。
(2)将所有的原材料混合均匀后从挤出机喂料口喂入，在220～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例3
本实施例提供了一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按重量份称取各组分：PC为PC-1220：70份,ABS8434：30份，多孔陶瓷为Al2O3纳米陶瓷：10份，抗氧剂：1010 0.1份，抗氧剂168：0.1份，润滑剂PETS：0.3份。
(2)将所有原料混合均匀后从挤出机喂料口喂入，在220～260℃下熔融挤出，螺杆挤出机转速为500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
实施例4
本对比例提供了一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法，与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中多孔陶瓷的生产厂家为苏州优锆纳米材料科技公司的Al2O3陶瓷粉，粒径为1.0μm。
实施例5
本对比例提供了一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法，与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中不添加Al2O3多孔陶瓷，而是加入重量份为5份的ZrO2陶瓷(法国圣戈班公司生产，粒径为1.2μm)。
实施例6
本对比例提供了一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法，与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中不添加Al2O3多孔陶瓷，而是加入重量份为5份的SiO2陶瓷(宜兴超盛公司生产，粒径为1.0μm)。
对比例3
本对比例提供了一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法，与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中ABS树脂为奇美PA758，其重均分子量为9万，在220℃/10kg条件下的熔融指数为12g/min。
对比例4
本对比例提供了一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法，与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中添加Al2O3多孔陶瓷的重量份为3份。
对比例5
本对比例提供了一种低烟密度PC/ABS组合物及其制备方法，与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中添加Al2O3多孔陶瓷的重量份为12份。
各对比例及实施例注塑成ASTM冲击样条，进行GB/T 8627-2007实验评估材料燃烧后的烟密度，测试结果及其数据如下。
表1
案例 烟密度/％ 冲击强度(KJ/m2)
对比例1 88 50
对比例2 92 48
对比例3 37 38
对比例4 82 47
对比例5 30 25
实施例1 36 42
实施例2 40 46
实施例3 20 45
实施例4 36 47
实施例5 25 44
实施例6 35 43
由表1可知，Al2O3多孔陶瓷能有效降低PC/ABS燃烧的烟密度，而不添加多孔陶瓷的PC/ABS烟密度均难以满足客车及校车的要求。由实施例5和实施例1、实施例6的数据对比看出，氧化锆多孔陶瓷降低烟密度效果优于氧化铝多孔陶瓷和SiO2陶瓷；而当氧化铝陶瓷的含量增加到10重量份(实施例3)时，结果较5份烟密度低，说明随着多孔陶瓷含量由5份增加到10份时，烟密度有明显改善。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低烟密度PC/ABS组合物，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：
PC树脂：50～80份；
ABS树脂：10～40份；
多孔陶瓷：5～10份；
抗氧剂：0.1～1份；
润滑剂：0.1～1份。
2.根据权利要求1所述的低烟密度PC/ABS组合物，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：
PC树脂：60～80份；
ABS树脂：20～40份；
多孔陶瓷：5～10份；
抗氧剂：0.1～1份；
润滑剂：0.1～1份。
3.根据权利要求1所述的低烟密度PC/ABS组合物，其特征在于，所述的PC树酯在300℃/1.2kg条件下的熔融指数为8～20g/10min。
4.根据权利要求1所述的低烟密度PC/ABS组合物，其特征在于，所述的ABS树脂的重均分子量为120000～160000，在220℃/10kg条件下的熔融指数为10～15g/min。
5.根据权利要求1所述的低烟密度PC/ABS组合物，其特征在于，所述的多孔陶瓷为SiO2陶瓷、Al2O3陶瓷、ZrO2陶瓷中的一种或几种。
6.根据权利要求1或5所述的低烟密度PC/ABS组合物，其特征在于，所述多孔陶瓷的粒径0.8-1.2μm。
7.根据权利要求1所述的低烟密度PC/ABS组合物，其特征在于，所述的抗氧剂包括抗氧剂245、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的低烟密度PC/ABS组合物，其特征在于，所述的润滑剂包括硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的低烟密度PC/ABS组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1、将PC树脂、ABS树脂、多孔陶瓷、抗氧剂和润滑剂混合，搅拌均匀，得混合物；
A2、将步骤A1所述的混合物通过双螺杆挤出机的主喂料口喂入，经过熔融挤出，造粒即得到所述低烟密度PC/ABS组合物。
10.根据权利要求9所述的低烟密度PC/ABS组合物的制备方法，其特征在于，步骤A2中，所述熔融挤出的温度为220～260℃。
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